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Tutorial do Bazel: configurar conjuntos de ferramentas C++

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Neste tutorial, usamos um cenário de exemplo para descrever como configurar toolchains em C++ para um projeto.

O que você vai aprender

Neste tutorial, você vai aprender a:

Configurar o ambiente de build
Usar --toolchain_resolution_debug para depurar a resolução do conjunto de ferramentas
Configurar o conjunto de ferramentas C++
Crie uma regra do Starlark que forneça configuração adicional para o cc_toolchain para que o Bazel possa criar o aplicativo com clang.
Crie o binário C++ executando bazel build //main:hello-world em uma máquina Linux.
Faça a compilação cruzada do binário para Android executando bazel build //main:hello-world --platforms=//:android_x86_64

Antes de começar

Neste tutorial, presumimos que você está no Linux e criou aplicativos em C++ e instalou as ferramentas e bibliotecas adequadas. O tutorial usa clang version 19, que pode ser instalado no seu sistema.

Configurar o ambiente de build

Configure o ambiente de build da seguinte maneira:

Se você ainda não fez isso, baixe e instale o Bazel 7.0.2 ou uma versão mais recente.
Adicione um arquivo MODULE.bazel vazio à pasta raiz.
Adicione o seguinte destino cc_binary ao arquivo main/BUILD:
```
cc_binary(
    name = "hello-world",
    srcs = ["hello-world.cc"],
)
```
Como o Bazel usa muitas ferramentas internas escritas em C++ durante o build, como process-wrapper, o conjunto de ferramentas padrão de C++ preexistente é especificado para a plataforma host. Isso permite que essas ferramentas internas criem usando a cadeia de ferramentas criada neste tutorial. Portanto, o destino cc_binary também é criado com o conjunto de ferramentas padrão.

Execute o build com o seguinte comando:

bazel build //main:hello-world

A build é bem-sucedida sem nenhuma cadeia de ferramentas registrada em MODULE.bazel.

Para ver mais detalhes, execute:

bazel build //main:hello-world --toolchain_resolution_debug='@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type'

INFO: ToolchainResolution: Target platform @@platforms//host:host: Selected execution platform @@platforms//host:host, type @@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type -> toolchain @@bazel_tools+cc_configure_extension+local_config_cc//:cc-compiler-k8

Sem especificar --platforms, o Bazel cria o destino para @platforms//host usando @bazel_tools+cc_configure_extension+local_config_cc//:cc-compiler-k8.

Configurar o conjunto de ferramentas C++

Para configurar o conjunto de ferramentas C++, crie o aplicativo repetidamente e elimine cada erro um por um, conforme descrito abaixo.

Ele também pressupõe clang version 9.0.1, embora os detalhes mudem apenas um pouco entre diferentes versões do clang.

Adicionar toolchain/BUILD com

filegroup(name = "empty")

cc_toolchain(
    name = "linux_x86_64_toolchain",
    toolchain_identifier = "linux_x86_64-toolchain",
    toolchain_config = ":linux_x86_64_toolchain_config",
    all_files = ":empty",
    compiler_files = ":empty",
    dwp_files = ":empty",
    linker_files = ":empty",
    objcopy_files = ":empty",
    strip_files = ":empty",
    supports_param_files = 0,
)

toolchain(
    name = "cc_toolchain_for_linux_x86_64",
    toolchain = ":linux_x86_64_toolchain",
    toolchain_type = "@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type",
    exec_compatible_with = [
        "@platforms//cpu:x86_64",
        "@platforms//os:linux",
    ],
    target_compatible_with = [
        "@platforms//cpu:x86_64",
        "@platforms//os:linux",
    ],
)

Em seguida, adicione as dependências adequadas e registre a cadeia de ferramentas com MODULE.bazel com

bazel_dep(name = "platforms", version = "0.0.10")
register_toolchains(
    "//toolchain:cc_toolchain_for_linux_x86_64"
)

Esta etapa define um cc_toolchain e o vincula a um destino toolchain para a configuração do host.

Execute o build novamente. Como o pacote toolchain ainda não define o destino linux_x86_64_toolchain_config, o Bazel gera o seguinte erro:

ERROR: toolchain/BUILD:4:13: in toolchain_config attribute of cc_toolchain rule //toolchain:linux_x86_64_toolchain: rule '//toolchain:linux_x86_64_toolchain_config' does not exist.

No arquivo toolchain/BUILD, defina um grupo de arquivos vazio da seguinte maneira:

package(default_visibility = ["//visibility:public"])

filegroup(name = "linux_x86_64_toolchain_config")

Execute o build novamente. O Bazel gera o seguinte erro:

'//toolchain:linux_x86_64_toolchain_config' does not have mandatory providers: 'CcToolchainConfigInfo'.

CcToolchainConfigInfo é um provedor usado para configurar suas cadeias de ferramentas em C++. Para corrigir esse erro, crie uma regra do Starlark que forneça CcToolchainConfigInfo ao Bazel criando um arquivo toolchain/cc_toolchain_config.bzl com o seguinte conteúdo:

def _impl(ctx):
    return cc_common.create_cc_toolchain_config_info(
        ctx = ctx,
        toolchain_identifier = "k8-toolchain",
        host_system_name = "local",
        target_system_name = "local",
        target_cpu = "k8",
        target_libc = "unknown",
        compiler = "clang",
        abi_version = "unknown",
        abi_libc_version = "unknown",
    )

cc_toolchain_config = rule(
    implementation = _impl,
    attrs = {},
    provides = [CcToolchainConfigInfo],
)

cc_common.create_cc_toolchain_config_info() cria o provedor necessário CcToolchainConfigInfo. Para usar a regra cc_toolchain_config, adicione uma instrução load a toolchain/BUILD logo abaixo da instrução do pacote:

load(":cc_toolchain_config.bzl", "cc_toolchain_config")

E substitua o grupo de arquivos "linux_x86_64_toolchain_config" por uma declaração de uma regra cc_toolchain_config:

cc_toolchain_config(name = "linux_x86_64_toolchain_config")

Execute o build novamente. O Bazel gera o seguinte erro:

.../BUILD:1:1: C++ compilation of rule '//:hello-world' failed (Exit 1)
src/main/tools/linux-sandbox-pid1.cc:421:
"execvp(toolchain/DUMMY_GCC_TOOL, 0x11f20e0)": No such file or directory
Target //:hello-world failed to build`

Neste ponto, o Bazel tem informações suficientes para tentar criar o código, mas ainda não sabe quais ferramentas usar para concluir as ações de build necessárias. Você vai modificar a implementação da regra do Starlark para informar ao Bazel quais ferramentas usar. Para isso, você precisa do construtor tool_path() de @bazel_tools//tools/cpp:cc_toolchain_config_lib.bzl:

# toolchain/cc_toolchain_config.bzl:
# NEW
load("@bazel_tools//tools/cpp:cc_toolchain_config_lib.bzl", "tool_path")

def _impl(ctx):
    tool_paths = [ # NEW
        tool_path(
            name = "gcc",  # Compiler is referenced by the name "gcc" for historic reasons.
            path = "/usr/bin/clang",
        ),
        tool_path(
            name = "ld",
            path = "/usr/bin/ld",
        ),
        tool_path(
            name = "ar",
            path = "/usr/bin/ar",
        ),
        tool_path(
            name = "cpp",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "gcov",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "nm",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "objdump",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "strip",
            path = "/bin/false",
        ),
    ]

    return cc_common.create_cc_toolchain_config_info(
        ctx = ctx,
        toolchain_identifier = "local",
        host_system_name = "local",
        target_system_name = "local",
        target_cpu = "k8",
        target_libc = "unknown",
        compiler = "clang",
        abi_version = "unknown",
        abi_libc_version = "unknown",
        tool_paths = tool_paths, # NEW
    )

Verifique se /usr/bin/clang e /usr/bin/ld são os caminhos corretos para seu sistema. Observe que o compilador é referenciado pelo nome "gcc" por motivos históricos.

Execute o build novamente. O Bazel gera o seguinte erro:

ERROR: main/BUILD:3:10: Compiling main/hello-world.cc failed: absolute path inclusion(s) found in rule '//main:hello-world':
the source file 'main/hello-world.cc' includes the following non-builtin files with absolute paths (if these are builtin files, make sure these paths are in your toolchain):
  '/usr/include/c++/13/ctime'
  '/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/13/bits/c++config.h'
  '/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/13/bits/os_defines.h'
  ...

O Bazel precisa saber onde pesquisar os cabeçalhos incluídos. Há várias maneiras de resolver isso, como usar o atributo includes de cc_binary, mas aqui o problema é resolvido no nível da cadeia de ferramentas com o parâmetro cxx_builtin_include_directories de cc_common.create_cc_toolchain_config_info. Se você estiver usando uma versão diferente do clang, o caminho de inclusão será diferente. Esses caminhos também podem variar dependendo da distribuição.

Modifique o valor de retorno em toolchain/cc_toolchain_config.bzl para que fique assim:

return cc_common.create_cc_toolchain_config_info(
    ctx = ctx,
    cxx_builtin_include_directories = [ # NEW
        "/usr/lib/llvm-19/lib/clang/19/include",
        "/usr/include",
    ],
    toolchain_identifier = "local",
    host_system_name = "local",
    target_system_name = "local",
    target_cpu = "k8",
    target_libc = "unknown",
    compiler = "clang",
    abi_version = "unknown",
    abi_libc_version = "unknown",
    tool_paths = tool_paths,
)

Execute o comando de build novamente. Você vai ver um erro como:

/usr/bin/ld: bazel-out/k8-fastbuild/bin/main/_objs/hello-world/hello-world.o: in function `print_localtime()':
hello-world.cc:(.text+0x68): undefined reference to `std::cout'

Isso acontece porque o vinculador não tem a biblioteca padrão do C++ e não consegue encontrar os símbolos dela. Há muitas maneiras de resolver isso, como usar o atributo linkopts de cc_binary. Aqui, o problema é resolvido garantindo que qualquer destino que use o conjunto de ferramentas não precise especificar essa flag.

Copie o seguinte código para toolchain/cc_toolchain_config.bzl:

# NEW
load("@bazel_tools//tools/build_defs/cc:action_names.bzl", "ACTION_NAMES")
# NEW
load(
    "@bazel_tools//tools/cpp:cc_toolchain_config_lib.bzl",
    "feature",    # NEW
    "flag_group", # NEW
    "flag_set",   # NEW
    "tool_path",
)

all_link_actions = [ # NEW
    ACTION_NAMES.cpp_link_executable,
    ACTION_NAMES.cpp_link_dynamic_library,
    ACTION_NAMES.cpp_link_nodeps_dynamic_library,
]

def _impl(ctx):
    tool_paths = [
        tool_path(
            name = "gcc",  # Compiler is referenced by the name "gcc" for historic reasons.
            path = "/usr/bin/clang",
        ),
        tool_path(
            name = "ld",
            path = "/usr/bin/ld",
        ),
        tool_path(
            name = "ar",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "cpp",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "gcov",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "nm",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "objdump",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "strip",
            path = "/bin/false",
        ),
    ]

    features = [ # NEW
        feature(
            name = "default_linker_flags",
            enabled = True,
            flag_sets = [
                flag_set(
                    actions = all_link_actions,
                    flag_groups = ([
                        flag_group(
                            flags = [
                                "-lstdc++",
                            ],
                        ),
                    ]),
                ),
            ],
        ),
    ]

    return cc_common.create_cc_toolchain_config_info(
        ctx = ctx,
        features = features, # NEW
        cxx_builtin_include_directories = [
            "/usr/lib/llvm-19/lib/clang/19/include",
            "/usr/include",
        ],
        toolchain_identifier = "local",
        host_system_name = "local",
        target_system_name = "local",
        target_cpu = "k8",
        target_libc = "unknown",
        compiler = "clang",
        abi_version = "unknown",
        abi_libc_version = "unknown",
        tool_paths = tool_paths,
    )

cc_toolchain_config = rule(
    implementation = _impl,
    attrs = {},
    provides = [CcToolchainConfigInfo],
)

Este código usa a biblioteca GNU C++ libstdc++. Se você quiser usar a biblioteca LLVM C++, use "-lc++" em vez de "-lstdc++".

Ao executar bazel build //main:hello-world, o binário será criado com sucesso para o host.
Em toolchain/BUILD, copie os destinos cc_toolchain_config, cc_toolchain e toolchain e substitua linux_x86_64 por android_x86_64 nos nomes de destino.

Em MODULE.bazel, registre a cadeia de ferramentas para Android.
```
register_toolchains(
    "//toolchain:cc_toolchain_for_linux_x86_64",
    "//toolchain:cc_toolchain_for_android_x86_64"
)
```
Execute bazel build //main:hello-world --android_platforms=//toolchain:android_x86_64 para criar o binário para Android.

Na prática, o Linux e o Android precisam ter configurações diferentes de toolchain do C++. Você pode modificar o cc_toolchain_config atual para as diferenças ou criar regras separadas (ou seja, um provedor CcToolchainConfigInfo) para plataformas separadas.

Revisar seu trabalho

Neste tutorial, você aprendeu a configurar uma cadeia de ferramentas básica em C++, mas elas são mais poderosas do que este exemplo.

Os principais tópicos são:

É preciso especificar uma flag platforms correspondente na linha de comando para que o Bazel resolva o conjunto de ferramentas com os mesmos valores de restrição na plataforma. A documentação tem mais informações sobre flags de configuração específicas da linguagem.
Você precisa informar à cadeia de ferramentas onde elas estão. Neste tutorial, há uma versão simplificada em que você acessa as ferramentas do sistema. Se você quiser uma abordagem mais independente, leia sobre dependências externas. Suas ferramentas podem vir de um módulo diferente, e você precisaria disponibilizar os arquivos delas para o cc_toolchain com dependências de destino em atributos, como compiler_files. O tool_paths também precisaria ser alterado.
Você pode criar recursos para personalizar quais flags devem ser transmitidas para diferentes ações, seja vinculação ou qualquer outro tipo de ação.

Leitura adicional

Para mais detalhes, consulte Configuração da cadeia de ferramentas C++.